DE202014007251U1

DE202014007251U1 - Apparatus for the extraction of essential oils from natural biogenic raw materials

Info

Publication number: DE202014007251U1
Application number: DE201420007251
Authority: DE
Original assignee: Norbert Topf
Current assignee: NTB BIOTECH GMBH, DE
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2024-09-06

Abstract

Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischem Öl aus natürlichen biogenen Rohstoffen, gekennzeichnet durch ein Biomassenaufbereitungsmodul (BE 2) für die angelieferte Rohbiomasse zu biogenen Rohstoffen, durch einen mit den biogenen Rohstoffen beschickten Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul (BE 3), einen Abdampf-Kondensationsmodul (BE 6) für die von dem Wasserdampfdestillationsund Trocknungsmodul (BE 3) abgezogene Fluidphase und zur Gewinnung von absolut keimfreien ätherischen Ölen sowie anfallendem Wasserdestillat und einem Verarbeitungsmodul (BE 4) zu Feststoff-Formkörpern, wie Pellets, Granulat oder dgl. für die vom Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul (BE 3) kommende Feststoffphase zur Herstellung absolut keimfreier, nahezu staubfreier Feststoff-Formkörper.Device for the extraction of essential oil from natural biogenic raw materials, characterized by a biomass processing module (BE 2) for the delivered raw biomass into biogenic raw materials, by a steam distillation and drying module (BE 3) charged with the biogenic raw materials, an evaporation condensation module (BE 6 ) for the fluid phase withdrawn from the steam distillation and drying module (BE 3) and for the production of absolutely sterile essential oils as well as any water distillate and a processing module (BE 4) to form solid shaped bodies such as pellets, granules or the like for those from the steam distillation and drying module (BE 3) coming solid phase for the production of absolutely germ-free, almost dust-free molded solid bodies.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischen Ölen aus natürlichen biogenen Rohstoffen.The invention relates to a device for the production of essential oils from natural biogenic raw materials.

Bei bisher bekannten Anlagen werden Bäume aus einem Nadelholzanbau gehäckselt und in einer diskontinuierlichen Technologie, d. h. chargenweise bearbeitet. Als Destillat wird ein ätherisches Öl gewonnen. Eine Vorrichtung hierfür gestattet eine chargenweise Destillation der geernteten Biomasse, wobei nur das jeweils gewonnene ätherische Öl für weitere Anwendungen genutzt wird. Alle weiteren anfallenden Produkte außer dem Destillat werden ohne jegliche weitere Verwendung einer Entsorgung zugeführt. Diskontinuierlich arbeitende Anlagen oder chargenweise betriebene Anlagen haben nicht nur Nachteile hinsichtlich des Energieverbrauchs und ungünstige Werte beim Wärme- und Stoffübergang der jeweiligen Wasserdampfdestillation, sondern es ist auch ein größerer apparatetechnischer Aufwand, im vergleichbaren Leistungsbereich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit einer solchen diskontinuierlich arbeitenden Vorrichtung verbunden.In previously known plants trees are chopped from a softwood cultivation and in a discontinuous technology, d. H. processed in batches. The distillate is an essential oil. An apparatus for this allows a batchwise distillation of the harvested biomass, whereby only the respectively obtained essential oil is used for further applications. All other products except the distillate will be disposed of without any further use. Discontinuous plants or batch-operated plants not only have disadvantages in terms of energy consumption and unfavorable values in the heat and mass transfer of the respective steam distillation, but it is also a greater apparatus technical effort, in the comparable performance range with the device according to the invention, connected to such a discontinuous device ,

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischen Ölen aus natürlichen biogenen Rohstoffen bereit zu stellen, welche energiesparend die Gewinnung von ätherischen Ölen aus natürlichen biogenen Rohstoffen vorrichtungstechnisch auf möglichst einfache Weise gestattet und auch eine Weiterverarbeitung und Wiederverwendung der anderen hierbei anfallenden festen, flüssigen und gasförmigen Nebenprodukte gestattet.The invention aims to provide a device for the recovery of essential oils from natural biogenic raw materials, which energy-saving the recovery of essential oils from natural biogenic raw materials device technology in the simplest possible way and also allows further processing and reuse of the other incurred solid, liquid and gaseous by-products allowed.

Nach der Erfindung eine Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischen Ölen aus natürlichen biogenen Rohstoffen bereitgestellt, welche sich durch folgende Module, einem Biomassenaufbereitungsmodul für die angelieferte Rohbiomasse zu biogenen Rohstoffen, durch einen mit den biogenen Rohstoffen beschickten Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul, einen Abdampf-Kondensationsmodul für die von dem Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul abgezogene Fluidphase und zur Gewinnung 100% naturreinen, von absolut keimfreien ätherischen Ölen sowie anfallendem Wasserdestillat und einem Verarbeitungsmodul zu Feststoff-Formkörpern, wie Pellets, Granulat oder dgl. für die vom Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul kommende Feststoffphase zur Herstellung absolut keimfreier, naturreiner, nahezu staubfreier Feststoff-Formkörper umfasst. Ergänzt wird die erfindungsgemäße Vorrichtung durch ein Modul zur Arbeitsplatzabsaugung mit nachgeschaltetem Biofilter, so dass die geforderten Umweltbedingungen stets eingehalten werden können.According to the invention, a device for the extraction of essential oils from natural biogenic raw materials provided by the following modules, a biomass treatment module for the delivered raw biomass to biogenic raw materials, by a fed with the biogenic raw materials steam distillation and drying module, a Abdampf condensation module for the from the steam distillation and drying module withdrawn fluid phase and to obtain 100% pure, absolutely sterile germ-free essential oils and resulting water distillate and a processing module to solid moldings, such as pellets, granules or the like. Coming from the steam distillation and drying module solid phase for the production absolutely germ-free, naturally pure, virtually dust-free solid shaped body comprises. The device according to the invention is supplemented by a module for workplace extraction with downstream biofilter, so that the required environmental conditions can always be met.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet kontinuierlich und mittels einer Wasserdampfdestillation werden die aufbereiteten biogenen Rohstoffe aufgeschlossen und es erfolgt eine Trennung von Feststoffphase und Fluidphase. Die Fluidphase wird nach Verlassen der Wasserdampfdestillation mittels Abdampfkondensation und azeotroper Phasentrennung dazu genutzt, absolut keimfreies ätherisches Öl und Wasserdestillat zu gewinnen. Die Feststoffphase wird zu absolut keimfreien Feststoff-Formkörpern, wie Pellets, Granulat oder dgl. verarbeitet.The inventive device operates continuously and by means of a steam distillation, the treated biogenic raw materials are digested and there is a separation of solid phase and fluid phase. The fluid phase is used after leaving the steam distillation by means of Abdampfkondensation and azeotropic phase separation to win absolutely germ-free essential oil and water distillate. The solid phase is processed into absolutely germ-free solid shaped articles, such as pellets, granules or the like.

Somit werden beide bei der Wasserdampfdestillation entstehenden Phasen zur Erzeugung eines jeweils wiederverwendbaren und weiterverwertbaren Produkts genutzt, ohne dass die neben dem ätherischen Öl anfallenden Produkte gesondert zu entsorgen sind. Ferner gestattet die Wasserdampfdestillation eine energieeffiziente Aufschließung der biogenen Rohstoffe mit einem äußerst günstigen Wärme- und Stoffübergang bei der Destillationstrocknung und einen wesentlichen geringeren Energieaufwand.Thus, both resulting in the steam distillation phases used to produce a reusable and reusable product, without the need to dispose separately of the essential oil products are separated. Furthermore, the steam distillation allows an energy-efficient digestion of biogenic raw materials with a very favorable heat and mass transfer in the distillation drying and a significantly lower energy consumption.

Mit relativ geringem vorrichtungstechnischem Aufwand gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung auf energieeffiziente Weise eine nahezu vollständige Nutzung von natürlichen biogenen Rohstoffen.With relatively little device complexity, the device of the invention allows in an energy-efficient manner almost complete use of natural biogenic raw materials.

Einerseits wird die Fluidphase des Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmoduls zur Gewinnung von 100% naturreinem und absolut keimfreiem ätherischem Öl genutzt, und für die Feststoffphase dient ein Verarbeitungsmodul, welches die Feststoffphase zu Feststoff-Formkörpern wie Pellets, Granulat oder dgl. verarbeitet, wobei absolut keimfreie, naturreine und nahezu staubfreie Feststoff-Formkörper in diesem Modul gebildet werden.On the one hand, the fluid phase of the steam distillation and drying module is used to obtain 100% pure and absolutely germ-free essential oil, and for the solid phase is a processing module, which processes the solid phase to solid moldings such as pellets, granules or the like., With absolutely germ-free, naturally pure and virtually dust-free solid-shaped bodies are formed in this module.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischem Öl aus natürlichen biogenen Rohstoffen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.Further advantageous embodiments of the apparatus for obtaining essential oil from natural biogenic raw materials are specified in claims 2 to 5.

Zusammenfassend ist es bei der Vorrichtung zum Gewinnung von ätherischen Ölen aus natürlichen biogenen Rohstoffen wesentlich, dass zum Aufschluss und zum Trocknen eine kontinuierlich durchführbare Wasserdampfdestillation erfolgt, bei der die Feststoffphase und die Fluidphase voneinander getrennt werden. Bei diesem Aufschluss mittels Wasserdampfdestillation kann unter effektiver Nutzung der eingebrachten Wärmeenergie ein wesentlich effektiverer Wärme- und Stoffübergang realisiert werden, wodurch sich der Energieaufwand beträchtlich reduzieren lässt.In summary, it is essential in the apparatus for obtaining essential oils from natural biogenic raw materials that for the digestion and drying a continuously feasible steam distillation takes place, in which the solid phase and the fluid phase are separated from each other. In this digestion by means of steam distillation can be realized with effective use of the introduced heat energy, a much more effective heat and mass transfer, whereby the energy consumption can be considerably reduced.

Ferner ist es bei der Erfindung wesentlich, dass nicht nur die bei der Wasserdampfdestillation anfallende Fluidphase genutzt wird, um 100% naturreines und absolut keimfreies ätherisches Öl zu gewinnen, sondern dass auch die Feststoffphase zu einem wiederverwertbaren und weiterverwertbaren Nebenprodukt bearbeitet wird und man absolut keimfreie Feststoff-Formkörper erhält. Diese Feststoff-Formkörper können auch beispielsweise als absolut keimfreie Produkte bei der Nutztierhaltung eingesetzt werden. Diese Produkte gestatten eine wesentlich größere Hygiene in der Nutztierhaltung, und aufgrund der Keimfreiheit lassen sich auch Erkrankungen unterdrücken. Da diese absolut keimfreien Feststoff-Formkörper äußerst trocken sind, besitzen sie eine extreme Saugfähigkeit aufgrund ihrer Porosität, wodurch sich die Reinigungszyklen bei der Stallreinigung verlängern lassen. Hierdurch ergeben sich Arbeitszeit- und Kostenersparnisse.Furthermore, it is essential in the invention that not only the fluid phase obtained in the steam distillation is used, by 100% to obtain naturally pure and absolutely germ-free essential oil, but also that the solid phase is processed to a recyclable and reusable by-product and you get absolutely germ-free solid-shaped body. These solid-shaped articles can also be used, for example, as absolutely germ-free products in livestock farming. These products allow a much greater hygiene in livestock farming, and because of the sterility can also suppress diseases. Since these absolutely germ-free solids moldings are extremely dry, they have an extreme absorbency due to their porosity, which can extend the cleaning cycles during the stable cleaning. This results in working time and cost savings.

Ferner ist die Vorrichtung mit verringertem gerätetechnischem Aufwand zu verwirklichen.Furthermore, the device is to be realized with reduced equipment expense.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Vorrichtung der entsprechenden Module der Vorrichtung zur Gewinnung von ätherischem Öl aus natürlichen biogenen Rohstoffen.The sole figure of the drawing shows schematically a flow chart to illustrate the device of the corresponding modules of the apparatus for obtaining essential oil from natural biogenic raw materials.

Mit BE 1 ist ein Vorschaltmodul bezeichnet, in welchem die Rohbiomasse zur Verarbeitung nach der Erfindung angeliefert wird, beispielsweise in Form von irgendwelchen Holzabfallprodukten. Die so angelieferte Rohbiomasse wird in einem Biomassen-Aufbereitungsmodul BE 2 eingebracht, bei dem es sich um Komponenten zur Lagerung der Rohbiomasse beispielsweise in einem Vorratspunker und um Einrichtungen zur Zerkleinerung der Rohbiomasse handeln kann.With BE 1 is designated a ballast module, in which the raw biomass is supplied for processing according to the invention, for example in the form of any wood waste products. The thus delivered raw biomass is introduced into a biomass treatment module BE 2, which may be components for storage of the raw biomass, for example, in a storage bin and facilities for comminuting the raw biomass.

Die so aufbereitete Biomasse wird dann in das nach der Erfindung wesentlichen Wasserdampf- und Trocknungsmodul WDTM eingeleitet, welches mit BE 3 bezeichnet ist. Bei dieser Wasserdampfdestillation, welche in einem kontinuierlich arbeitenden Prozess durchgeführt wird und bei der die biogenen Rohstoffe bei etwa 120°C mindestens etwa 30 min. behandelt werden, erfolgt eine Trennung in eine Fluidphase und eine Feststoffphase. Die Fluidphase wird einem insgesamt mit BE 6 bezeichneten Modul zugeführt, welches insbesondere ein Abdampf-Kondensationsmodul umfasst, in welchem bei einer azeotropen Phasentrennung 100% naturreines und absolut keimfreies ätherisches Öl und Wasserdestillat anfällt.The biomass treated in this way is then introduced into the water vapor and drying module WDTM, which is designated according to the invention, which is designated BE 3. In this steam distillation, which is carried out in a continuous process and in which the biogenic raw materials at about 120 ° C for at least about 30 min. be treated, there is a separation into a fluid phase and a solid phase. The fluid phase is fed to a module designated as a whole with BE 6, which in particular comprises an exhaust-steam condensation module in which 100% pure and absolutely germ-free essential oil and water distillate are obtained during an azeotropic phase separation.

In dem Modul BE 6 kann eine Kondensationswärmenutzung realisiert werden, bei der die bei der Abdampf-Kondensation entstehende Kondensationswärme u. a. auch wiederum zur Wärmenutzung im Gesamtsystem eingesetzt und eingetragen werden kann.In the module BE 6, a condensation heat utilization can be realized, in which the heat of condensation formed in the exhaust steam condensation u. a. can also be used and registered for heat recovery in the overall system.

Bei dieser Abdampf-Kondensationsbehandlung erfolgt eine Auftrennung der ätherischen Öle, die entsprechend aufbereitet und eingesetzt werden können. Andererseits fällt auch Wasser-Destillat an, welches ebenfalls auf nicht näher dargestellt Weise aufbereitet und genutzt werden kann.In this exhaust steam condensation treatment, a separation of the essential oils, which can be prepared and used accordingly. On the other hand, distilled water distillate, which can also be prepared and used in a manner not shown in detail.

Die von dem Wasserdampf-Destillations- und Trocknungsmodul BE 3 abgehende Feststoffphase wird beispielsweise einem Biomassen-Verarbeitungsmodul BE 4 zugeleitet. Ganz generell gesehen kann es sich hierbei um einen Modul handeln, welches die Feststoffphase zu Feststoff-Formkörpern verarbeitet, bei denen es sich beispielsweise um Pellets, Granulat oder dgl. handeln kann. Diese dort erhaltenen Feststoff-Formkörper können zu Feuerungszwecken, d. h. als Brennstoffpellets, aus naturbelassener Biomasse ohne jegliche Bindemittel und ohne Einsatz von Chemikalien genutzt werden. Aber es ist beispielsweise auch ein Einsatz als absolut keimfreies Hygienematerial bei Nutzieren vorgesehen.The solid phase leaving the steam distillation and drying module BE 3 is fed, for example, to a biomass processing module BE 4. In a very general sense, this may be a module which processes the solid phase into solid moldings, which may, for example, be pellets, granules or the like. These solid shaped bodies obtained there can be used for firing purposes, i. H. used as fuel pellets, from natural biomass without any binders and without the use of chemicals. But it is also intended for use as an absolutely germ-free hygiene material for use, for example.

Somit werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die biogenen Reststoffe nach der Wasserdampfdestillations- und Trocknungsbehandlung als absolut keimfreie Feststoff-Formkörper zur Wiederverwendung und Weiterverwendung gewonnen.Thus, in the method according to the invention, the biogenic residues are recovered after the steam distillation and drying treatment as an absolutely germ-free solid molded body for reuse and reuse.

Somit ist aus dem Flussdiagramm der einzigen Figur zu ersehen, dass ausgehend von natürlichen biogenen Rohstoffen bei der Wasserdampfdestillationsund Trocknungsbehandlung im Modul BE 3 sowohl die Fluidphase als auch die Feststoffphase jeweils zu verwertbaren und absolut keimfreien Produkten verarbeitet werden.Thus, it can be seen from the flow chart of the single figure that starting from natural biogenic raw materials in the steam distillation and drying treatment in the module BE 3, both the fluid phase and the solid phase are respectively processed into usable and absolutely germ-free products.

Wie aus der schematischen Darstellung in 1 ferner zu ersehen ist, wird die gesamte Vorrichtung ausgehend von einem Energiebereitstellungsmodul BE 5 versorgt, wobei eine Kondensationswärmenutzung mit eingeschlossen ist.As is apparent from the schematic representation in 1 It can also be seen that the entire device is supplied from a power supply module BE 5, including condensation heat utilization.

Um die Umgebungsbedingungen und -verhältnisse um die Behandlungsmodule möglichst verträglich gestalten zu können, ist ein weiteres, mit BE 7 bezeichnetes Modul dargestellt, welches eine Arbeitsplatzabsaugung, d. h. eine Absaugung der Umgebung um den Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul BE 3 aufweist und auch eine Abluftaufbereitung, beispielsweise in Form eines Biofilters oder dgl., gestattet, bevor die Abluft dann in die Umgebung abgeleitet wird.In order to make the environmental conditions and conditions around the treatment modules as compatible as possible, another, designated BE 7 module is shown, which is a job site suction, d. H. an extraction of the environment around the steam distillation and drying module BE 3 and also an exhaust air treatment, for example in the form of a biofilter or the like, allowed before the exhaust air is then discharged into the environment.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen sowie Ergänzungen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.Of course, the invention is not limited to the details shown in the drawing, but there are numerous changes and modifications and additions possible, which will meet the expert in case of need, without departing from the spirit.

Dieser ist darin zu sehen, dass eine natürliche biogene Rohstoffmasse mittels einer Wasserdampfdestillations- und Trocknungsbehandlung einerseits in eine Fluidphase und andererseits in eine Feststoffphase kontinuierlich getrennt wird, wobei die Fluidphase zur Gewinnung von absolut keimfreiem ätherischem Öl genutzt wird, während die Feststoffphase zur absolut keimfreien Feststoff-Formkörpern verarbeitet wird.This can be seen in the fact that a natural biogenic raw material composition is continuously separated by means of a steam distillation and drying treatment on the one hand in a fluid phase and on the other hand in a solid phase, wherein the fluid phase is used to obtain absolutely germ-free essential oil, while the solid phase to absolute germ-free solid Moldings is processed.

Wesentlich bei der Erfindung ist auch, dass die Wasserdampfdestillation in einem kontinuierlich arbeitenden Prozess durchgeführt wird. Die Feststoffphase wird während der thermischen Behandlung von einem Ausgangswassergehalt von etwa 35–55 Ma.-% auf einen Endwassergehalt von etwa 4–7 Ma.-% in nahezu reiner Wasserdampfatmosphäre getrocknet.It is also essential to the invention that the steam distillation is carried out in a continuously operating process. The solid phase is dried during the thermal treatment from a starting water content of about 35-55 wt .-% to a final water content of about 4-7 wt .-% in almost pure steam atmosphere.

Das Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul BE 3 kann mit einem Heizmantel ausgerüstet sein, welcher die erforderliche Heizenergie indirekt an die zu erwärmenden biogenen Rohstoffe überträgt. Im Inneren des Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmodul BE 3 kann ein Rührwerk angeordnet sein, mit welchem eine quasi stationäre mechanische Fluidisierung derart erfolgt, dass sich ein wirbelschichtähnlicher Zustand der Feststoffphase im Inneren des Wasserdampfdestillations- und Trocknungsmoduls BE 3 mit guten Stoff- und Wärmeübertragungsverhältnissen einstellt.The water vapor distillation and drying module BE 3 can be equipped with a heating jacket, which transfers the required heating energy indirectly to the biogenic raw materials to be heated. Inside the steam distillation and drying module BE 3, an agitator can be arranged, with which a quasi-stationary mechanical fluidization takes place such that a fluidized bed-like state of the solid phase in the interior of the steam distillation and drying module BE 3 sets with good material and heat transfer ratios.

Claims

Apparatus for the production of essential oil from natural biogenic raw materials, characterized by a biomass treatment module (BE 2) for the delivered raw biomass to biogenic raw materials, by a supplied with the biogenic raw materials steam distillation and drying module (BE 3), a Abdampf condensation module (BE 6 ) for the withdrawn from the steam distillation and drying module (BE 3) fluid phase and to obtain absolutely sterile essential oils and resulting water distillate and a processing module (BE 4) to solid moldings, such as pellets, granules or the like. For the water vapor distillation and drying module (BE 3) upcoming solid phase for the production of absolutely germ-free, virtually dust-free solid-shaped body.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the absolutely germ-free essential oil is 100% pure natural.

Apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the steam distillation and drying module (BE 3) operates continuously.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that an agitator in the interior of the steam distillation and drying module (BE 3) is arranged, with which a quasi-stationary mechanical fluidization takes place such that a fluidized bed-like state of the solid phase in the interior of Wasserdampfdestillations- and Drying moduli (BE 3) with good material and heat transfer ratios results.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the steam distillation and drying module (BE 3) is equipped with a heating jacket, which transfers the required heating energy indirectly to the biogenic raw materials to be heated.